徐強
南北極氣候系統(tǒng)在全球變化中起著極其重要的作用。全球變暖背景下,極地區(qū)域?qū)⑶八从械貫槿祟愄峁┖降辣憷?,提供其它區(qū)域可能枯竭的自然資源,成為可產(chǎn)生重大經(jīng)濟效益的區(qū)域。但是,人類對復(fù)雜的極地大氣-海洋-冰相互作用以及進而導(dǎo)致全球氣候變化和高緯海洋生態(tài)系統(tǒng)變化的過程極度缺乏了解,所以極地氣候系統(tǒng)的研究已成為全球變化研究領(lǐng)域的熱點。近年來,在該領(lǐng)域的研究成果中,特別值得一提的是關(guān)于最被我國大眾熟知的極地科考船“雪龍”號于2014年1月初在執(zhí)行我國環(huán)南極大陸考察航行任務(wù)時,被冰封4天的氣候因素的研究。這項研究成果的領(lǐng)軍人物就是本文的主角——著名大氣海洋模型專家和氣候變化研究專家、南京信息工程大學(xué)極地氣候系統(tǒng)與全球變化實驗室主任王召民教授。
2014年1月初,“雪龍”號極地科考船執(zhí)行我國環(huán)南極大陸考察的航行任務(wù)時馳援受困于南極的俄羅斯科考船“紹卡利斯基院士”號,在成功營救52位科學(xué)家、學(xué)生、教育工作者和記者后被冰封4日。事件發(fā)生后,王召民教授即帶領(lǐng)英國南極局和中國極地研究中心的科學(xué)家們,對冰封的原因展開了研究。6月17日,王召民教授帶領(lǐng)的這支研究團隊在世界著名科學(xué)雜志《自然》(Nature)出版的《科學(xué)通訊》(Scientific Reports)發(fā)表了相關(guān)研究論文《氣旋引起的極端南極冰情的快速形成機理》,論文的研究結(jié)果將為未來應(yīng)對類似突發(fā)國家安全事件提供決策參考。
投身氣候?qū)W研究三十多年,王召民一步一個腳印,踏實中不斷創(chuàng)新,碩果累累,走過了一段屬于自己的光輝歲月。
扎實的科研歷程
王召民1980年求學(xué)于南京大學(xué)氣象系(現(xiàn)南京大學(xué)大氣科學(xué)學(xué)院),在這里學(xué)習(xí)工作了15年。南京大學(xué)氣象系創(chuàng)建于1944年,是國內(nèi)最早創(chuàng)建的氣象學(xué)系,是我國大氣科學(xué)研究和高層次人才培養(yǎng)的主要基地之一,也是我國理科基礎(chǔ)科學(xué)研究和教學(xué)人才重要的培養(yǎng)基地之一。在南京大學(xué),王召民完成了本科、碩士階段的課程和研究,師從現(xiàn)年95歲高齡的黃士松教授。
黃士松教授是我國著名的氣象學(xué)家和氣象教育家,在我國季風(fēng)體系研究方面有許多開創(chuàng)性成果,曾長期擔(dān)任南京大學(xué)氣象系主任,為我國氣象事業(yè)培養(yǎng)了大批棟梁之材。王召民在此學(xué)習(xí)期間成績優(yōu)異,1987年碩士畢業(yè)時獲得了南京大學(xué)頒發(fā)的“杰出研究生”獎,并隨后留校任教8年,為后來的科研、教學(xué)工作打下了堅實的基礎(chǔ)。
1995年9月,王召民留學(xué)于全球著名的加拿大麥吉爾大學(xué)攻讀博士學(xué)位,隨后在這里從事博士后研究。享有“北方哈佛”之稱的麥吉爾大學(xué),以極其嚴謹?shù)膶W(xué)風(fēng)著稱,是加拿大最古老的四所名校之一,在國際上極富盛譽,曾連續(xù)六年位列全球大學(xué)排名前20,同時也是加拿大最難申請的大學(xué)。王召民就讀于該校大氣海洋科學(xué)系,師從Lawrence Mysak教授。
Lawrence Mysak教授是世界著名的物理海洋和氣候?qū)W家、國際海洋物理科學(xué)協(xié)會前主席。作為加拿大皇家科學(xué)院院士,曾在1993年到1996年期間任加拿大皇家科學(xué)院主席,是加拿大勛章的獲得者,也是麥吉爾大學(xué)首次評選的麥吉爾大學(xué)歷史上三位最杰出教授之一。他還是美國地球物理聯(lián)合會會士、美國氣象學(xué)會會士、加拿大氣象海洋學(xué)會會士、歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會榮譽委員、歐洲科學(xué)院外籍院士等。在麥吉爾大學(xué)學(xué)習(xí)期間,王召民曾獲得麥吉爾大學(xué)北京紀念獎,1997年至1999年兩次獲得麥吉爾大學(xué)獎勵最優(yōu)秀研究生的Major Fellowship獎學(xué)金,博士畢業(yè)時獲得杰出畢業(yè)生獎和麥吉爾大學(xué)Max Dunbar海洋獎。2001年王召民博士后研究結(jié)束后,成為麥吉爾大學(xué)大氣海洋科學(xué)系的副研究員。
攻讀博士學(xué)位期間以及隨后的研究階段,以王召民為主并在他的帶領(lǐng)下,開發(fā)了一個中間復(fù)雜程度的地球系統(tǒng)模式(即McGill Paleoclimate Model),這是一個在國際上得到高度認可的著名的麥吉爾氣候模式,是許多國際上中間復(fù)雜程度地球系統(tǒng)模式比較項目的重要組成部分。這個模式幾乎都是由王召民獨自一人開發(fā)的,這樣的研究在世界上也是極其罕見的,在國際學(xué)術(shù)界產(chǎn)生了很大的反響,他由此成為該領(lǐng)域的佼佼者。在做博士后研究期間及成為該系副研究員后,王召民繼續(xù)發(fā)展了這一模式,并通過采用這個模式以及考慮一個相互作用的動力植被模式,研究冰期觸發(fā)階段冰川快速生長、冰山釋放、溫鹽環(huán)流對氣候變化的非線性響應(yīng),大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流穩(wěn)定性、氣候突變、全新世氣候變化和未來氣候變化,進一步推進了這些方面的研究。
在麥吉爾大學(xué)學(xué)習(xí)、工作期間,圍繞這一模式的發(fā)展與應(yīng)用,王召民在國際一流學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了20篇論文,這些研究成果吸引了許多學(xué)術(shù)界內(nèi)科學(xué)家來麥吉爾大學(xué)訪問,不但確立了王召民在地球系統(tǒng)模擬研究方面的領(lǐng)先地位,也幫助麥吉爾大學(xué)在氣候變化和未來氣候研究方面在世界上占有了重要位置。對此,比利時魯汶大學(xué)教授、世界著名氣候?qū)W家、前歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會主席A.Berger教授也表示,歸功于王召民的貢獻,使麥吉爾大學(xué)的地球系統(tǒng)模式在國際上享有了聲譽。
2006年,王召民獲得英國南極調(diào)查局永久科學(xué)家職位,成為該局的終身研究員,并在這里把研究的重心轉(zhuǎn)到地球系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域最具困難的挑戰(zhàn)之一——南半球大氣-海洋耦合系統(tǒng)的數(shù)值模擬,研究這個獨特的大洋在全球氣候變化中的作用。這個研究領(lǐng)域?qū)θ蜃兓芯空邅碚f是一項極其重要而困難的挑戰(zhàn),因為在全球變化研究方面,科學(xué)家們越來越清楚地認識到,南半球氣候系統(tǒng)的許多未知過程嚴重影響了他們理解和預(yù)測全球氣候變化的能力。他在這一領(lǐng)域的研究結(jié)果,對未來氣候模式的發(fā)展以及預(yù)測未來全球環(huán)境變化都將起到非常重要的作用。由于他在南半球氣候系統(tǒng)研究領(lǐng)域的突出貢獻,他被特別邀請在2011年澳大利亞墨爾本舉行的國際大地測量和地球物理學(xué)聯(lián)合會(簡稱IUGG)大會上做特邀報告。
IUGG是一個國際性的頂級學(xué)術(shù)組織,成立于1919年,現(xiàn)有國家會員78個。IUGG大會每4年舉行一次,是地球環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域最高級別的國際會議。2009年在蒙特利爾召開的IUGG海洋-大氣-冰凍圈聯(lián)合大會及2011年在墨爾本召開的IUGG大會上,王召民均作為主要組織者和參與者參與這些重要會議,他也是第一個被邀請在IUGG作有關(guān)南大洋報告的華人。
王召民長期活躍于國際學(xué)術(shù)前沿,在一系列國際著名雜志上發(fā)表了30多篇非常有影響力的SCI論文,王召民還獲得2000年加拿大氣象海洋學(xué)會頒發(fā)的最佳博士論文獎(Tertia M.C.Hughes 紀念獎),2003年獲得日本海洋學(xué)會頒發(fā)的日高獎(Hidaka獎)。他多次參與組織國際學(xué)術(shù)會議,擔(dān)任國際雜志評審,2012年被邀請成為政府間氣候變化委員會(簡稱IPCC)第五次評估報告的評審專家(IPCC是由世界氣象組織和聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署于1988年建立的政府間氣候變化專門委員會,其作用是在全面、客觀、公開和透明的基礎(chǔ)上,對世界上有關(guān)全球氣候變化的最好的現(xiàn)有科學(xué)、技術(shù)和社會經(jīng)濟信息進行評估)。他還是德國、瑞士和比利時等國家科學(xué)基金會特聘評審專家,并且還擔(dān)任國際南大洋氣候和生態(tài)系統(tǒng)科學(xué)指導(dǎo)委員會委員、國際南極氣候變化專家組成員。
2012年1月,已經(jīng)具有豐富的大氣海洋模型開發(fā)與應(yīng)用經(jīng)驗的王召民回到國內(nèi),成為南京信息工程大學(xué)的一名教授,于2013年10月發(fā)起成立了南京信息工程大學(xué)極地氣候系統(tǒng)與全球變化實驗室,現(xiàn)擔(dān)任該實驗室主任。在培養(yǎng)人才的同時,他希望自己的研究工作能夠?qū)ξ覈芯績蓸O和全球氣候變化、開發(fā)遠洋漁業(yè)和其它海洋資源,發(fā)展我國具有自主知識產(chǎn)權(quán)的先進的全球大洋和深海海洋環(huán)流模式和地球系統(tǒng)模式,及對理解我國氣候變化與極端天氣事件有所貢獻。
豐碩的科研成果
地球系統(tǒng)模式是人類認識地球氣候系統(tǒng)演變規(guī)律和預(yù)測其未來變化不可替代的工具,世界主要發(fā)達國家都投入大量人力物力開發(fā)先進的地球系統(tǒng)模式;南北極地理位置遙遠,氣候惡劣,復(fù)雜的大氣-海洋-冰動力和熱力過程及其相互作用是觀測、理論和數(shù)值模擬研究面臨的巨大挑戰(zhàn),給預(yù)測未來全球氣候和海平面變化帶來巨大的不確定性。面對困難,王召民從來都是一個主動發(fā)起挑戰(zhàn)的人,三十多年投身氣候?qū)W領(lǐng)域的學(xué)習(xí)、研究,這些挑戰(zhàn)已讓他收獲了豐碩的科研成果。這些高水平研究成果主要體現(xiàn)在兩個方面和兩個10年階段。
1.中間復(fù)雜程度地球系統(tǒng)模式的開發(fā)與應(yīng)用 (1996~2005)
王召民于1996到2005年間,作為主要開發(fā)者和領(lǐng)導(dǎo)者,在加拿大麥吉爾大學(xué)開發(fā)研制了一個中間復(fù)雜程度地球系統(tǒng)模式,研究復(fù)雜的大氣-海洋-(海,陸)冰-陸表物理和生態(tài)過程相互作用。主要研究成果包括:利用這一模式研究了大冰期觸發(fā)階段陸地冰快速生長的機理;研究了大西洋海洋環(huán)流對全球氣候變化的非線性響應(yīng);研究了大西洋經(jīng)向翻轉(zhuǎn)環(huán)流的穩(wěn)定性與氣候變化的關(guān)系;于2006年發(fā)表在國際頂尖雜志Paleoceanography的代表性成果之一闡述了由大西洋海洋環(huán)流失穩(wěn)引起全球氣候突變的物理機制,指出現(xiàn)代氣候背景則不具備這種導(dǎo)致大西洋海洋環(huán)流失穩(wěn)的條件。
2.極地氣候系統(tǒng)與全球變化研究(2006~2015)
中間復(fù)雜程度地球系統(tǒng)模式的開發(fā)與應(yīng)用研究讓王召民充分認識到極地氣候系統(tǒng)在全球變化中的重要作用,也認識到極地氣候系統(tǒng)數(shù)值模擬是人類在理解全球變化方面面臨的巨大挑戰(zhàn)。從2006年至今,王召民的研究重心轉(zhuǎn)移到全球變化研究最前沿領(lǐng)域——極地氣候系統(tǒng)變化與全球變化相互作用。在近10年的時間里,他研究了世界上最復(fù)雜的耦合氣候模式和分析最新極地氣候系統(tǒng)觀測結(jié)果,來理解極地大氣-海洋-冰復(fù)雜的動力學(xué)和熱力學(xué)過程以及它們與全球變化的關(guān)系。代表性研究成果包括:南半球西風(fēng)帶對全球變暖和南極臭氧洞的響應(yīng);南大洋繞極流對氣候變化的響應(yīng);南半球亞極地環(huán)流的空間結(jié)構(gòu)和變化機制;南大洋中尺度渦旋在南大洋環(huán)流變化中的關(guān)鍵作用;極地氣旋引起的極端南極海冰狀況快速生成機理。
學(xué)界的高度肯定
扎實的學(xué)科基礎(chǔ),嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度,不僅讓王召民在自己的科研道路上收獲頗豐,也受到學(xué)界內(nèi)的高度肯定和贊譽。
王召民在麥吉爾大學(xué)的導(dǎo)師、世界著名物理海洋和氣候?qū)W家Lawrence Mysak教授評價他是自己在麥吉爾大學(xué)所帶的博士生中非常優(yōu)秀的一位。正因為王召民的研究,使麥吉爾大學(xué)在古氣候和未來氣候研究方面在世界上占有了重要地位。在合作方面,Lawrence Mysak教授盛贊王召民是一位非常優(yōu)秀的合作者,有非常正面的態(tài)度,非常善于處理人際關(guān)系,總能回答研究生們在科學(xué)研究方面的各種問題,是一個非常值得得到各方全面支持的科研工作者。
著名科學(xué)家、前歐洲地球科學(xué)聯(lián)合會主席、比利時魯汶大學(xué)教授A.Berger與王召民相識十幾年,高度肯定他杰出的科學(xué)研究能力,認為他具備捕捉地球系統(tǒng)或氣候系統(tǒng)科學(xué)領(lǐng)域重要科學(xué)問題和探索這些問題背后機制的卓越能力。在交流方面,A.Berger教授同樣給予王召民很高的評價,稱贊他是一個很好的演說家,總能以令人非常感興趣并很清楚的方式報告他的研究成果,善于與他人交流,有足夠的能力擔(dān)當(dāng)一個團隊中的領(lǐng)導(dǎo)角色。A.Berger教授確信,王召民會作為一個領(lǐng)導(dǎo)者,為中國的全球變化研究做出顯著的貢獻。
“千人計劃”入選科學(xué)家、加拿大首席科學(xué)家、魁北克大學(xué)終身教授彭長輝認為,王召民不僅在學(xué)術(shù)領(lǐng)域有重要建樹,還具有很好的組織協(xié)調(diào)能力,在做人方面也堪稱典范,是我國在海外為數(shù)不多的、杰出的大氣海洋模型專家。我國目前非常缺少地球系統(tǒng)模式方面的人才,王召民的研究有利于提升我國地球系統(tǒng)模式、全球氣候變化和碳循環(huán)領(lǐng)域的研究水平,對我國開發(fā)研制下一代高水平高分辨率地球系統(tǒng)模式有重要使用價值。同時,作為學(xué)科領(lǐng)軍人物,王召民長期在國外的工作經(jīng)歷將為國內(nèi)學(xué)科的發(fā)展帶來新的思路,培養(yǎng)出更多優(yōu)秀的青年學(xué)術(shù)骨干,進一步提升相關(guān)學(xué)科的實力和水平,為中國及國際的全球變化和發(fā)展地球系統(tǒng)模式研究做出重要貢獻。
未來的規(guī)劃和展望
提到未來的規(guī)劃,王召民表示,主要包括人才培養(yǎng)和學(xué)術(shù)研究兩方面。關(guān)于人才培養(yǎng),他認為老師和學(xué)生是平等的,我們國家的教育應(yīng)當(dāng)從小就培養(yǎng)學(xué)生與老師的平等意識,只有不懼權(quán)威的學(xué)生才有可能超越前人;他還鼓勵學(xué)生們積極思考,帶著問題去學(xué)習(xí)才是高效的學(xué)習(xí)方式;要樹立遠大目標(biāo),并敢于大膽創(chuàng)新。他不但鼓勵學(xué)生攻克難關(guān),同時非常注重學(xué)生的科研興趣,認為興趣可以讓人全身心地、長久地投入到科學(xué)研究中;與此同時,王召民也充分利用起他廣泛的國際科技合作聯(lián)系,建立起研究生多國聯(lián)合培養(yǎng)平臺,輸送研究生們至國際名校交流和學(xué)習(xí),直接將學(xué)生的科研視野拓展至國際科研的最前線。
南北極近幾十年來呈現(xiàn)出相反的氣候變化,其成因和對全球氣候系統(tǒng)以及我國氣候和極端天氣的影響亟待研究。高緯海洋生物資源豐富,但極地大氣和海洋環(huán)流變化對海洋生態(tài)的影響研究需要大氣科學(xué)家、物理海洋學(xué)家和海洋生態(tài)學(xué)家加強合作,以確保海洋生物資源的可持續(xù)開發(fā)。耦合的氣候和地球系統(tǒng)模式是理解人類生存環(huán)境變化和預(yù)測未來的重要手段,但極地過程的模擬急需改進和完善,以提高人類預(yù)測未來生存環(huán)境變化的能力。所以在學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域,王召民教授將繼續(xù)積極努力參與提升我國極地氣候系統(tǒng)與全球變化研究水平。中國在極地氣候系統(tǒng)的觀測中需要與國際同行開展廣泛合作,王召民教授將利用在國外工作多年的有利條件,積極參與中國極地考察和科學(xué)研究等方面的國際交流活動。王召民教授目前正帶領(lǐng)團隊承擔(dān)一項國家重大基礎(chǔ)研究課題,研究北極氣候變化及其對全球和我國氣候和極端天氣的影響,這將有利于有關(guān)部門及早制訂相應(yīng)的對策和措施,增進對全球氣候變化可預(yù)測性的了解,為國家制定經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃等宏觀決策,以及在國際事務(wù)(如“極地極端天氣”預(yù)測、“極地經(jīng)濟航道”協(xié)議等)中增加話語權(quán)提供科學(xué)依據(jù)。